[實用新型]一種碳纖維原絲紡前原液溫度控制的裝置

有效

• 申請號: 201720730520.7
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN207019522U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 王斐;周亞明;劉揚;張文佳
• 申請（專利權）人: 蘭州藍星纖維有限公司
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00;F28F27/00
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙)11550
• 代理人: 潘聰聰

技術領域

本實用新型涉及碳纖維生產技術領域，尤其涉及一種碳纖維原絲紡前原液溫度控制的裝置。

背景技術

原絲的凝固成形是碳纖維生產中最重要的工序之一。而紡前原液溫度影響噴絲時初生纖維的形成、原絲的質量和牽伸卷繞的正常進行。若該階段在原絲中形成一定的缺陷，結構的遺傳性使得最終的碳纖維結構不完善、性能降低。

在以硫氰酸鈉(NaSCN)水溶液為溶劑的濕法紡絲過程中，紡絲原液的動力學粘度對溫度較為敏感，動力學粘度直接影響紡絲原液的可紡性，只有在適當的粘度條件下，才可能進行連續紡絲并獲得性能優良的碳纖維原絲。

原液溫度過低，溶膠粘度增大，流動性差，吐絲困難，牽伸時斷頭增加；同時，由于粘度增大，噴絲板壓力增加，加速噴絲板的變形，斷絲增多，可紡性降低；原液溫度過高，剪切應力減小，紡絲原液的粘度降低，原液與噴絲板之間表面張力減小，紡絲原液極易發生毛細破壞。

可見，溫度直接影響紡絲原液的可紡性。只有在適當的溫度條件下，才可能進行連續紡絲而獲得性能優良的纖維。

目前，紡前原液溫度由二級原液冷卻器控制，聚合輸送過來的較高溫度原液儲存在紡絲車間原液儲罐中，經過靜止脫泡后，由二級原液輸送泵送至二級原液冷卻器，進行冷卻后由壓濾機輸送泵輸送至壓濾機進行一級過濾，過濾后的原液由三級增壓泵輸送到燭型過濾器，進行精度更高的二級過濾后輸送至紡絲計量泵，再經過燒結濾器三級過濾進入噴絲頭紡絲。二級冷卻器到計量泵的管線長為105米。其間原液溫度在26.0～38.0℃，波動較大。

實用新型內容

本實用新型的特征和優點在下文的描述中部分地陳述，或者可從該描述顯而易見，或者可通過實踐本實用新型而學習。

為克服現有技術的問題，本實用新型提供一種碳纖維原絲紡前原液溫度控制的裝置及其方法，將靜態混合換熱器、板式加熱器與板式冷卻器通過三通調節閥相連，通過調整三通調節閥的流量，進行精準溫度控制，從而改進目前生產工藝中單一的冷卻器控制紡前原液溫度的方式，精確控制紡前原液溫度，穩定紡前原液的動力學粘度，減少初生纖維的斷絲數和毛絲量。

本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

根據本實用新型的一個方面，提供一種碳纖維原絲紡前原液溫度控制的裝置，其特征在于，包括靜態混合換熱器、板式加熱器、板式冷卻器；還包括：

電磁泵，其進口端與所述靜態混合換熱器的夾套相連，出口端與所述板式加熱器、板式冷卻器相連；

三通調節閥，第一端與所述板式加熱器相連，第二端與所述板式冷卻器相連，第三端與所述靜態混合換熱器相連；

控制器，與所述三通調節閥相連，用于根據預設溫度調節所述所述三通調節閥的第一端與第二端的流量。

可選地，還包括：

第一水溫傳感器，安裝在所述靜態混合換熱器與所述電磁泵之間；

第二水溫傳感器，安裝在所述三通調節閥與所述靜態混合換熱器之間。

可選地，所述控制器還用于接收所述第一水溫傳感器的第一溫度檢測值與所述第二水溫傳感器的第二溫度檢測值，并據此調節所述三通調節閥的第一端與第二端的流量。

可選地，所述控制器還用于接收所述第一水溫傳感器的第一溫度檢測值與所述第二水溫傳感器的第二溫度檢測值，若所述第一溫度檢測值小于所述第二溫度檢測值則使所述三通調節閥的第一端的流量增大，若所述第一溫度檢測值大于所述第二溫度檢測值則使所述三通調節閥的第二端的流量增大。

可選地，還包括：

低壓蒸汽進口調節閥，與所述板式加熱器相連；

冷水進口調節閥，與所述板式冷卻器相連。

可選地，所述控制器還用于獲取經由所述靜態混合換熱器的原液的溫度檢測值，并據此對所述預設溫度進行補償調整。

根據本實用新型的另一個方面，提供一種碳纖維原絲紡前原液溫度控制的方法，其特征在于，包括：

啟動電磁泵，使位于靜態混合換熱器的夾套內的液體分成兩部分，并分別經由板式加熱器和板式冷卻器后再次進入到所述靜態混合換熱器的夾套內；

根據預設溫度調節三通調節閥，所述三通調節閥的第一端、第二端、第三端分別與板式加熱器、板式冷卻器、靜態混合換熱器的夾套相連通。

可選地，所述根據預設溫度調節三通調節閥包括：

獲取所述液體在進入到所述電磁泵之前的第一溫度檢測值；獲取所述液體在進入所述靜態混合換熱器的夾套之前的第二溫度檢測值；

根據所述第一溫度檢測值和第二溫度檢測值調節所述三通調節閥的第一端與第二端的流量。